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原文传递优化的外海与内湖水系水体交换方法

专利名称：	优化的外海与内湖水系水体交换方法
摘要：	本发明公开了一种优化的外海与内湖水系水体交换方法，包括以下步骤：设定内湖水系的水位上限值和水位下限值；在外海与内湖水系的交汇处设置至少一组引水闸门或引水阀门以及至少一组排水闸门或排水阀门；在闸门控制系统的数据库内预存储所述潮位历时数据、以及水位上限值和水位下限值，并通过控制系统分析及控制启闭至少一组引水闸门或引水阀门以及至少一组排水闸门或排水阀门，以使得，外海的海水自至少一组引水阀门或引水闸门流入内湖水系，形成以单向流控制的流态，流动至至少一组排水阀门或排水闸门，随后排向外海。本发明方法能够大幅度提高连通外海的内湖水系水与外海的水体的交换效率以及控制内湖水位在一定范围内变化，不发生大起大落。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	天津;12
申请人：	交通运输部天津水运工程科学研究所
发明人：	崔成;左书华;庞启秀;严冰;潘文博;周凯迪;李孟国
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-10T00:00:00+0800
发布日期：	2019-10-22T00:00:00+0800
申请号：	CN201910620386.9
公开号：	CN110359414A
代理机构：	北京远大卓悦知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	程丽娜
分类号：	E02B1/00(2006.01);E;E02;E02B;E02B1
申请人地址：	300456 天津市塘沽区新港二号路37号
主权项：	1.一种优化的外海与内湖水系水体交换方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，依据外海的潮位历时数据绘制潮位历时曲线，统计出潮位历时曲线中包含大潮、中潮和小潮三种潮型均能达到的高潮位值和低潮位值，并将高潮位值和低潮位值分别作为内湖水系的水位上限值A1和水位下限值A2；步骤二，在外海与内湖水系的交汇处分别设置至少一组引水闸门或引水阀门以及至少一组排水闸门或排水阀门，至少一组引水闸门或引水阀门的闸口高度H1＜A2，至少一组排水闸门或排水阀门的闸口高度H2＜A2；其中，至少一组引水闸门或引水阀门的设置方向与外海的潮流方向的夹角70度≤a≤90度，至少一组排水闸门或排水阀门的设置方向与外海的潮流方向的夹角120度≤b≤180度；步骤三，在至少一组引水闸门或引水阀门的内湖水系侧设置第一水位传感器用于实时监测内湖水系的当前水位A，在至少一组排水闸门或排水阀门的内湖水系侧设置第二水位传感器用于实时监测内湖水系的当前水位B，在至少一组引水闸门或引水阀门的外海侧设置第三水位传感器用于实时监测外海的当前潮位C和开始涨潮时刻潮位C0，在至少一组排水闸门或排水阀门的外海侧设置第四水位传感器用于实时监测外海的当前潮位D和开始落潮时刻潮位D0；步骤四、在闸门控制系统的数据库内预存储所述潮位历时数据、以及水位上限值A1和水位下限值A2，其中，所述潮位历时数据还包括一次涨落潮过程中最大潮位E1和最小潮位E2；闸门控制系统的数据分析模块实时获取当前水位A、当前水位B、当前潮位C、开始涨潮时刻潮位C0、当前潮位D、开始落潮时刻潮位D0、所述潮位历时数据、水位上限值A1和水位下限值A2，并进行比较分析：若外海处于所述潮位历时数据的大潮、中潮或小潮的任一潮型的涨潮时间段内，当前潮位C≥当前水位A；E1≤A1，0.5(A1-A2)≤(E1-C0)或者E1>A1，0.5(A1-A2)≤(A1-C0)时，数据分析模块获得分析结果为开启至少一组引水闸门或引水阀门，并向闸门控制系统发送开启指令Ⅰ，闸门控制系统接收开启指令Ⅰ并控制开启至少一组引水闸门或引水阀门；若外海处于所述潮位历时数据的大潮、中潮或小潮的任一潮型的涨潮时间段内，当前潮位C<当前水位A；或者A＝A1；或者E1≤A1，0.5(A1-A2)>(E1-C0)；或者E1>A1，0.5(A1-A2)>(A1-C0)时，数据分析模块获得分析结果为关闭至少一组引水闸门或引水阀门，并向闸门控制系统发送关闭指令Ⅰ，闸门控制系统接收关闭指令Ⅰ并控制关闭至少一组引水闸门或引水阀门；若外海处于所述潮位历时数据的大潮、中潮或小潮的任一潮型的落潮时间段内，当前潮位D≤当前水位B，E2≥A2，(D0-E2)≥0.5(A1-A2)或者E2＜A2，(D0-A2)≥0.5(A1-A2)，数据分析模块获得分析结果为开启至少一组排水闸门或排水阀门，并向闸门控制系统发送开启指令Ⅱ，闸门控制系统接收开启指令Ⅱ并控制开启至少一组排水闸门或排水阀门；若外海处于所述潮位历时数据的大潮、中潮或小潮的任一潮型的落潮时间段内，当前潮位D>当前水位B；或者B＝A2；或者E2≥A2，(D0-E2)<0.5(A1-A2)；或者E2＜A2，(D0-A2)<0.5(A1-A2)时，数据分析模块获得分析结果为关闭至少一组排水闸门或排水阀门，并向闸门控制系统发送关闭指令Ⅱ，闸门控制系统接收关闭指令Ⅱ并控制关闭至少一组排水闸门或排水阀门；以使得，外海的海水自至少一组引水阀门或引水闸门流入内湖水系，形成以单向流控制的流态，流动至至少一组排水阀门或排水闸门，随后排向外海。 2.如权利要求1所述的优化的外海与内湖水系水体交换方法，其特征在于，若至少一组引水闸门或引水阀门处于关闭状态，且外海处于所述潮位历时数据的大潮、中潮或小潮的任一潮型的涨潮时间段内，当前潮位C<当前水位A；或者A＝A1；或者E1≤A1，0.5(A1-A2)>(E1-C0)；或者E1>A1，0.5(A1-A2)>(A1-C0)时，数据分析模块获得分析结果为关闭至少一组引水闸门或引水阀门，并向闸门控制系统发送关闭指令Ⅰ，闸门控制系统接收关闭指令Ⅰ并控制至少一组引水闸门或引水阀门继续保持关闭状态；若至少一组排水闸门或排水阀门处于关闭状态，且外海处于所述潮位历时数据的大潮、中潮或小潮的任一潮型的落潮时间段内，当前潮位D>当前水位B；或者B＝A2；或者E2≥A2，(D0-E2)<0.5(A1-A2)或者E2＜A2，(D0-A2)<0.5(A1-A2)时，数据分析模块获得分析结果为关闭至少一组排水闸门或排水阀门，并向闸门控制系统发送关闭指令Ⅱ，闸门控制系统接收关闭指令Ⅱ并控制至少一组排水闸门或排水阀门继续保持关闭状态。 3.如权利要求2所述的优化的外海与内湖水系水体交换方法，其特征在于，至少一组引水闸门或引水阀门设置在外侧的第一道围堤上；至少一组引水闸门或引水阀门所在围堤的内侧，靠近内湖水系侧设置第二道围堤；所述第二道围堤还包括：多个引水管道，其均匀间隔开贯通设置在第二道围堤上，且多个引水管道自外海侧向内湖水系侧倾斜设置；多个单向引水阀门，其分别设置在多个引水管道上。 4.如权利要求3所述的优化的外海与内湖水系水体交换方法，其特征在于，多个引水管道中任一引水管道的直径不超过50cm，且任一引水管道的入口端标高满足H1＜A2；任一引水管道的出口端标高满足H2＜A2。 5.如权利要求4所述的优化的外海与内湖水系水体交换方法，其特征在于，多个引水管道的延伸方向与所述第二道围堤的堤身延伸方向之间的夹角小于50度。 6.如权利要求5所述的优化的外海与内湖水系水体交换方法，其特征在于，所述步骤二还包括以下步骤：在至少一组引水闸门或引水阀门与至少一组排水闸门或排水阀门之间的单向水流方向上，在内湖水系的底部均匀间隔开设置多个促流排管；在多个促流排管的出水端对应的内湖水系的岸壁上均匀间隔开设置多个导流排槽；其中，多个促流排管中任一促流排管还包括并排设置的多个导流管，其中任一导流管包括漏斗状的进水端管和与进水端管的轴向呈一定夹角设置的管本体：且相邻两个促流排管的管本体的出水端分别朝向不同侧的内湖水系的岸壁；多个导流排槽中任一导流排槽包括排列设置的多个长条形开口槽体，且任一长条形开口槽体的横切面直径自其进水端向其排水端逐渐减小；且任一促流排管的出水端朝向与其对应设置的导流排槽的进水端设置。 7.如权利要求6所述的优化的外海与内湖水系水体交换方法，其特征在于，任一导流管的进水端管的最大直径为1/2A2，任一导流管的管本体的最大直径为1/3A2；任一促流排管的长度小于10m；相邻两个促流排管之间的间隔至少为30m。 8.如权利要求7所述的优化的外海与内湖水系水体交换方法，其特征在于，任一长条形开口槽体的横切面的最大直径为1/4A2。 9.如权利要求8所述的优化的外海与内湖水系水体交换方法，其特征在于，设置的外侧围堤的底部和内侧围堤的底部之间的最短距离为5A1。 10.如权利要求9所述的优化的外海与内湖水系水体交换方法，其特征在于，所述内湖水系面积S≤2.5km2，东西向尺度L＜1km，在外海与全封闭内湖水系的交汇处设置一组引水闸门或引水阀门以及一组排水闸门或排水阀门；所述内湖水系面积S≤2.5km2，东西向尺度1km≤L＜4km，在外海与内湖水系的交汇处设置两组引水闸门或引水阀门和两组排水闸门或排水阀门；所述内湖水系面积S≤2.5km2，东西向尺度L≥4km，在外海与内湖水系的交汇处设置三组引水闸门或引水阀门和三组排水闸门或排水阀门；所述内湖水系面积2.5km2＜S≤4.5km2，东西向尺度L＜1km，在外海与内湖水系的交汇处设置两组引水闸门或引水阀门和排水闸门或排水阀门；所述内湖水系面积2.5km2＜S≤4.5km2，东西向尺度1km≤L＜5km，在外海与内湖水系的交汇处设置两组引水闸门或引水阀门和两组排水闸门或排水阀门；所述内湖水系面积2.5km2＜S≤4.5km2，东西向尺度L≥5km，在外海与内湖水系的交汇处设置三组引水闸门或引水阀门和三组排水闸门或排水阀门；所述内湖水系面积S≥6km2，东西向尺度L＜3km，在外海与内湖水系的交汇处设置两组引水闸门或引水阀门和两组排水闸门或排水阀门；所述内湖水系面积S≥6km2，东西向尺度L≥3km，在外海与内湖水系的交汇处设置三组引水闸门或引水阀门和三组排水闸门或排水阀门。
所属类别：	发明专利